5G/NR: 네트워크 슬라이싱(network slicing)이란?

'네트워크 슬라이싱'이 5G에서 중요한 역할로 대두되었습니다.

 

'네트워크 슬라이싱'은 유선 기술로 볼 수 있는 코어 네트워크 기술로서, 동일한 구성을 갖는 하나의 네트워크 장비가 특정 서비스를 제공하기 위해 특정한 형태로 소프트웨어 디파인되는 기술입니다. 즉, 서비스에 따라 코어 네트워크가 구성될 수 있습니다. (network function virtualization)

 

이동 통신 시스템에서는 기지국, 단말이 있고, 기지국 및 단말 간에는 무선 구간이 만들어집니다. 그리고, 기지국이 모두 연결되어 다른 인터넷과 연결되는 핵심망이 존재합니다. 현재, 핵심망(유선망)들은 특정 서비스에 따라 구성이 달라집니다. 일 예로, 비디오 스트리밍을 위한 핵심망이 있고, V2X를 위한 핵심망이 있을 수 있습니다. 즉, 다양한 서비스에 따라 핵심망이 달라지게 됩니다. 이는, 모두 다른 유선 네트워크 장비를 요구하게 되고, 앞으로 확증되는 서비스들의 종류를 고려할 시 핵심망들을 구축하는 것이 부담이 될 수 있습니다. 이에, 5G 통신에서는 네트워크 슬라이싱을 통해 유선 네트워크를 구축하는데 드는 비용 및 시간을 감소시킬 수 있습니다. 

 

네트워크 슬라이싱이란!

5G의 핵심망 코어 네트워크의 중요한 요소 기술 중 하나입니다.

단말은 동일한 기지국을 통해 복수의 슬라이스들에 액세스할 수 있습니다. 각각의 슬라이스들은 service-lecel agreement(SLA)에 따라 특정 service type을 제공할 수 있습니다.

• Network Slice는 PLMN 내에서 정의되며 5G 코어 및 5G RAN 네트워크 제어 평면과 사용자 평면 네트워크를 포함합니다.
• Network Slice 식별은 S-NSSAI(Single Network Slice Selection Assistance Information)를 통해 수행되며, 여기서 NSSAI는 S-NSSAI 모음입니다.
• 현재 3GPP는 UE와 네트워크 간의 신호 메시지로 전송되는 NSSAI에서 최대 8개의 S-NSSAI를 허용합니다. 이는 단일 UE가 한 번에 최대 8개의 네트워크 슬라이스에 의해 서비스될 수 있음을 의미합니다.
• UE가 네트워크에게 보낸 S-NSSAI는 네트워크가 특정 네트워크 슬라이스 인스턴스를 선택하는 데 도움을 줍니다.
• TS 23.501은 네트워크 슬라이싱 측면에서 네트워크 기능, 슬라이스 및 슬라이스 인스턴스(Network Function, Slice, and Slice Instance)를 정의합니다.

1. 1. Network Function: 네트워크에서 3GPP 채택 또는 3GPP 정의 처리 기능으로 기능 동작 및 3GPP 정의 인터페이스를 정의했습니다. (참고: 네트워크 기능은 전용 하드웨어의 네트워크 요소, 전용 하드웨어에서 실행되는 소프트웨어 인스턴스 또는 적절한 플랫폼(예: 클라우드 인프라)에서 인스턴스화된 가상화 기능으로 구현될 수 있습니다.) 
   2. Network Slice: 특정 네트워크 기능과 네트워크 특성을 제공하는 논리 네트워크입니다.
   3. Network Slice instance: 배포된 네트워크 슬라이스를 형성하는 네트워크 기능 인스턴스 및 필수 리소스(예: 컴퓨팅, 스토리지 및 네트워킹 리소스) 집합입니다.네트워크 슬라이싱은 하드 슬라이싱과 소프트 슬라이싱으로 분류할 수 있습니다. 하드 슬라이싱 네트워크 슬라이스는 소프트 슬라이싱에서와 같이 네트워크 슬라이스가 특정 네트워크 리소스를 공유할 수 있는 경우 서로 완전히 격리되어야 합니다.

 

Slice Identity Management: 

S-NSSAI는 5GC, 5G-RAN 및 UE에 걸친 네트워크 슬라이스의 식별자입니다. S-NSSAI는 PLMN(e.g., PLMN ID)과 연관되어 네트워크 고유의 값을 갖거나 표준 값을 가질 수 있다. S-NSSAI는 S-NSSAI가 연관된 PLMN의 액세스 네트워크에서 UE에 의해 사용됩니다. S-NSSAI는 슬라이스/서비스 유형(SST)과 슬라이스 구분자(SD)로 구성됩니다.

• SST: It refers to the expected Network Slice behavior in terms of features and services
• Slice Differentiator (SD): It is an optional information that complements the Slice/Service type(s) to differentiate amongst multiple Network Slices of the same Slice/Service type.

SST ID is Mandatory and its length is 8 bits where as SD is Optional SD to differentiates slices with same SST and having a total length of  24 bits. Standardized S-NSSAI has only SST and no SD, while non-standard S-NSSAI can be defined as either SST alone (Non-standard) or SST + SD.

 

Standardized SST

SST의 이러한 표준화된 값은 5G의 세 가지 주요 사용 사례(eMBB, URLCC 및 mMTC)를 처리합니다. SST 길이는 8비트이므로 2^8= 256 SST 값을 제공할 수 있습니다. 3GPP는 표준화된 SST를 위해 0에서 127까지의 값을 예약했습니다. 표준화되지 않은 값도 SST에 사용할 수 있습니다. 비표준화 값을 사용하면 운영자가 자신의 특정 서비스 요구 사항을 지원하는 네트워크 슬라이스를 도입할 수 있습니다. 3GPP는 비표준 SST에 대해 128~255의 값을 예약했습니다.

 

슬라이싱 관련 내용은 이하 출처에서 더 살펴볼 수 있다.

5G RAN and 5GC Network Slice Signaling - Techplayon

5G RAN and 5GC Network Slice Signaling - Techplayon